Австралийские геологи использовали моделирование тектоники плит, чтобы определить, что, скорее всего, вызвало экстремальный климат ледникового периода в истории Земли, произошедший более 700 миллионов лет назад.
Исследование, опубликованное в журнале Geology, помогает нам понять функционирование встроенного в Землю термостата, который предотвращает застревание Земли в режиме перегрева. Это также показывает, насколько чувствителен глобальный климат к концентрации углерода в атмосфере.
«Представьте, что Земля почти полностью замерзла», — сказала ведущий автор исследования, доктор Адриана Дуткевич. «Именно это произошло около 700 миллионов лет назад: планета была покрыта льдом от полюсов до экватора, и температура резко упала. Однако, что стало причиной этого, остается открытым вопросом.
«Теперь мы думаем, что разгадали тайну: исторически низкие выбросы вулканического углекислого газа, чему способствовало выветривание большой груды вулканических пород на территории нынешней Канады; процесс, который поглощает атмосферный углекислый газ».
Проект был вдохновлен ледниковыми обломками, оставшимися от древнего оледенения того периода, которые можно эффектно наблюдать в хребте Флиндерс в Южной Австралии.
Недавняя геологическая поездка на хребет, которую возглавил соавтор, профессор Алан Коллинз из Университета Аделаиды, побудила команду использовать компьютерные модели EarthByte Сиднейского университета для исследования причин и исключительно длительной продолжительности этого ледникового периода.
Длительный ледниковый период, также называемый стертовским оледенением в честь европейского колониального исследователя центральной Австралии XIX века Чарльза Стерта, длился с 717 по 660 миллионов лет назад, период задолго до появления динозавров и сложной растительной жизни на суше.
«Были предложены различные причины запуска и окончания этого экстремального ледникового периода, но самый загадочный аспект заключается в том, почему он длился 57 миллионов лет — период времени, который нам, людям, трудно представить», сказала Дуткевич.
Команда вернулась к модели тектоники плит, которая показывает эволюцию континентов и океанских бассейнов после распада древнего гипотетического суперконтинента Родиния. Они связали его с компьютерной моделью, которая рассчитывает дегазацию CO2 подводных вулканов вдоль срединно-океанических хребтов — мест, где плиты расходятся и рождается новая океанская кора.
Ледниковые отложения формации Стерт, образовавшиеся в период стертского оледенения около 717–664 миллионов лет назад в северных хребтах Флиндерс в Австралии. Ведущий автор исследования доктор Адриана Дуткевич из Школы геонаук Сиднейского университета указывает на толстый слой ледниковых отложений. Фото: Professor Dietmar Müller/University of Sydney.
Вскоре они поняли, что начало стертского ледникового периода точно коррелирует с рекордно низким уровнем вулканических выбросов CO2. Кроме того, отток CO2 оставался относительно низким на протяжении всего ледникового периода.
«В то время на Земле не было многоклеточных животных или наземных растений. Концентрация парниковых газов в атмосфере почти полностью диктовалась выделением CO2 из вулканов и процессами выветривания силикатных пород, которые потребляют CO2», говорит Дуткевич
Соавтор профессор Дитмар Мюллер из Сиднейского университета сказал: «В то время климатом управляла геология. Мы считаем, что стертский ледниковый период начался из-за двойного удара: тектоническая реорганизация плит свела вулканическую дегазацию к минимуму, в то время как одновременно в континентальной вулканической провинции в Канаде началась эрозия, потребляя атмосферный CO2».
«В результате атмосферный CO2 упал до уровня, при котором начинается оледенение, — который, по нашим оценкам, ниже 200 частей на миллион, что составляет менее половины сегодняшнего уровня».
Вид на хребты Флиндерс, с ледниковыми отложениями формации Стерт, образовавшимися во время стертского оледенения около 717–664 миллионов лет назад, образующими выступающий хребет в середине фотографии слева. Фото: Professor Dietmar Müller/University of Sydney.
Работа команды поднимает интригующие вопросы о долгосрочном будущем Земли. Недавняя теория предполагает, что в течение следующих 250 миллионов лет Земля эволюционирует в направлении гипотетического суперконтинента Пангея Ультима, суперконтинента, настолько горячего, что млекопитающие могут вымереть.
Однако в настоящее время Земля также находится на траектории снижения вулканических выбросов CO2, поскольку столкновения континентов усиливаются, а движение плит замедляется. Так что, возможно, Пангея Ультима снова превратится в снежный ком.
«Каким бы ни было будущее, важно отметить, что геологическое изменение климата того типа, который изучается здесь, происходит чрезвычайно медленно. По данным НАСА, антропогенное изменение климата происходит в 10 раз быстрее, чем мы видели раньше», - объясняет Дуткевич.
Исследование было опубликовано в журнале Geology.
Источник: Phys.org.
